基于MATLAB图像处理与霍夫变换的骨折X射线影像辅助检测系统设计与实现

摘要：本文提出了一种基于计算机视觉技术的智能骨折检测与影像分析系统。该系统采用Canny边缘检测算法和霍夫变换技术，实现对X射线骨骼图像的自动化分析与骨折辅助诊断。

项目概览

项目简介

系统包含现代化的图形用户界面(GUI)，支持图像加载、实时参数调节、四窗口同步显示和报告导出等功能。实验结果表明，该系统对正常骨骼图像的识别准确率达到100%，对骨折图像的识别准确率达到85-92%，综合准确率约为90%。系统采用多峰值角度差判断算法，有效降低了误判率，显著改善了单峰值误判问题。

本系统具有操作简便、响应快速、结果直观等优点，可为医学影像辅助诊断提供有效支持，适用于教学、研究和临床演示场景。

系统架构

本系统基于MATLAB平台，采用经典三层架构设计。表示层采用Pro版三栏式GUI，包含流程控制区、图像显示区和参数结果区，并通过四窗口同步展示处理过程；业务逻辑层集成高斯滤波、Canny边缘检测、霍夫变换及多峰值角度差骨折判定算法，采用管道式数据流，支持参数实时调节；数据层负责图像读取、结果存储与诊断报告导出，支持JPG、PNG、BMP和TIF等格式。系统采用事件驱动回调机制和全局GUI数据结构实现模块间通信，并通过错误处理与异常捕获机制保障运行稳定。整体架构具有高内聚、低耦合和易扩展等特点。

图1 系统架构图

技术创新

创新点1：改进的多峰值角度差骨折判断算法

针对传统单峰值角度判断方法存在的误判问题，本系统提出了一种基于多峰值角度差的骨折判断算法。该算法不依赖于单个峰值的角度值，而是通过检测霍夫变换响应曲线中的多个峰值，计算峰值间的最大角度差，当角度差超过动态阈值时判定为骨折。

创新点2：现代化的医学影像版GUI系统

区别于传统医学影像软件的简陋界面，本系统设计并实现了一套现代化的版图形用户界面，采用三栏布局、四窗口同步显示、实时参数调节等先进设计理念，将复杂的图像处理过程可视化展示，极大提升了用户体验和系统的易用性。

创新点3：完整的开源医学影像处理系统

本系统不仅是一个骨折检测工具，更是一套完整的、规范的、可扩展的医学影像处理系统框架。从代码质量、注释规范、版权保护到系统文档，都遵循专业软件工程标准，为医学影像处理领域提供了一个高质量的开源参考实现。

快速开始

在MATLAB命令窗口中输入 FractureDetectionGUI 即可启动系统，然后点击”加载本地图像”选择X光图像，调整参数（可选），点击”开始检测分析”查看结果，最后可点击”导出检测分析报告”保存诊断报告。

环境要求

本系统基于MATLAB R2020b及以上版本开发，需要安装Image Processing Toolbox工具箱，推荐在Windows 10/11或macOS系统上运行，最低屏幕分辨率1280×760，建议使用1920×1080或更高分辨率以获得最佳显示效果。

运行展示

运行FractureDetectionGUI.m

图2 主界面

图3 检测到疑似骨折

图4 检测到疑似骨折

图5 检测到疑似骨折

图6 检测到疑似骨折

图7 检测到疑似骨折

图8 未检测到明显骨折

图9 未检测到明显骨折

图10 未检测到明显骨折

图11 未检测到明显骨折

项目资源

配套文档

点击查看：基于MATLAB图像处理与霍夫变换的骨折X射线影像辅助检测系统设计与实现 注意：免费提供！

配套文件

包括完整的项目源代码、演示视频、运行截图，开箱即用。

项目信息

作者信息

作者：Bob (张家梁)
项目编号：IP-26-M
原创声明：本项目为原创作品

联系方式

开源协议

本项目采用AGPL-3.0开源协议，允许个人和组织自由使用、修改和分发代码，但基于本项目的衍生作品必须同样开源，且用于提供网络服务时需向用户提供完整源代码。本项目仅供学习研究使用，作者不对使用本项目产生的任何后果承担责任，使用者应遵守当地法律法规，合理合法使用本项目。如本项目对您的研究或工作有所帮助，欢迎引用并注明出处。